Mannheim, 21.06.2021
Die seit Jahren zunehmende Funktionsvielfalt mechatronischer Systeme erfordert einen durchgängig integrierten Entwicklungsansatz. Nur so lassen sich gewohnt erstklassige Produkte in den oft eng gesetzten Lieferfristen kosteneffizient auf den Markt bringen. Erst recht im Projektgeschäft. Welche Lösungen intelligente PLM-Konnektoren für ein gemeinsames Projektverständnis und ein effizientes, fachbereichsübergreifendes Engineering bieten, zeigt das Beispiel starker Zusammenarbeit zwischen mechanischer und elektronischer Konstruktion.
Das interdisziplinäre Engineering-Team, das ein mechatronisches System von Anfang an eng verzahnt entwickelt und die Fertigung frühzeitig miteinbezieht, vermeidet zeit- und kostenintensive Design Re-Spins. Das Produkt kann wie geplant produziert werden. Den Spezialisten ihres Fachs mit unterschiedlichen Tools, Methoden und Prozessen, bietet ein PLM-System mit intelligenten CAD-Konnektoren die gemeinsame Umgebung für das kontrollierte, replizierbare Management ihrer Daten. Der Mehrwert steigt, wenn das Team verteilt in unterschiedlichen Zeitzonen arbeitet.
In der Mechanik denkt der Entwickler vorwiegend in Baugruppen und verfügbarem Bauraum. Die Baugruppen visualisiert er mittels technischer Zeichnungen und 3D-Modelle. Eine elektronische Komponente, wie eine Leiterplatte, interpretiert er als ein Bauteil unter vielen, das einen bestimmten Platz im Gehäuse beansprucht und befestigt werden muss.
Der Elektroniker hingegen denkt in Funktionen, deren Komponenten und Baugruppen in einem logischen Zusammenhang stehen, damit die gesamte Anwendung zuverlässig läuft. Diese Funktionen plant er mittels Schaltplan. Erst im nächsten Schritt visualisiert er diesen Plan als (3D-)Layout.
Zur Orientierung, über welchen Bauraum der Elektroniker für seine Leiterplatte überhaupt verfügen kann, erstellt die Mechanik 3D-Basisstrukturen und legt sie im PLM-System in einem Format ab, das sein Kollege mit seinem ECAD-System direkt weiterverarbeiten kann, etwa IDF- oder STEP. Diese Leiterplatten-Geometrie zeigt unter anderem die geplante Position der Befestigungslöcher sowie der Ausfräsungen für Schnittstellen, Dioden, etc.
Diese Leiterplatten-Geometrie übernimmt der Elektroniker in sein EDA-Werkzeug, um seine Bauteile zu platzieren. Um Sperrzonen bzw. Sicherheitsabstände zu respektieren oder Kollisionen mit dem Gehäuse zu vermeiden, verschiebt er mitunter die Position von Schnittstellen oder Befestigungen. Mit der Ablage seiner nativen Daten im PLM-System stellt er die Änderungen seinen Mechanik-Kollegen im STEP-Format zur Verfügung.
In einem adäquaten Pingpong-Prozess entsteht schnell ein Leiterplatten-Prototyp. Ihre Aktionen können die Entwickler per im Konnektor integrierten Chat kommentieren und ggf. informative Dokumente anhängen. Hat der Elektroniker Zugriff auf das 3D-Gehäusemodell, kann er zwecks Kollisionskontrolle sein 2D-Layout in einen 3D-Protoypen konvertieren, um ihn virtuell in das Gehäuse zu montieren.
Fast alle MCAD- und ECAD-Systeme sind in der Lage, Konstruktionsdaten direkt auszutauschen. Doch tragen die Möglichkeiten eines gemeinsamen Datenmodells maßgeblich zu effizienteren Innovationszyklen bei: